Clo là một chất quá đỗi quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày và được biết đến nhiều nhất với công dụng khử trùng nước. Cụ thể thì Clo có đặc điểm tính chất như nào mà có thể khử trùng được nước như vậy và cách điều chế clo trong phòng thí nghiệm ra sao. Hãy cùng theo dõi nội dung bài viết dưới đây với chúng tôi nhé.
Clo là gì?
1. Clo là gì?
Clo là một nguyên tố halogen trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, có ký hiệu là Cl. Nó thuộc ô số 17, thuộc chu kì 3 và có số nguyên tử bằng 17. Ion Clo là một trong những thành phần của muối ăn Natri Clorua và nhiều hợp chất khác. Đây là chất quan trọng để tạo nên sự sống, trong đó có con người.
Trong tự nhiên, Clo được tìm thấy nhiều trong nước biển, chiếm tới 1,94%. Muối biển Natri Clorua được tìm thấy ở trạng thái rắn gọi là muoosimor. Ngoài ra, kali clorua cũng khá phổ biến và nó có trong khoáng vật cacnalit KCl.MgCl2.6H2O và xinvinit NaCl.KCl.
Clo tồn tại ở dạng khí có màu vàng nhạt, mùi hắc, có tính oxi hóa mạnh và là một thành phần quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất, điển hình là hóa chất khử trùng và tẩy trắng.
2. Các tính chất lý hóa đặc trưng của Clo
2.1 Tính chất vật lý của Clo
- Ở điều kiện thường, Clo là chất khí màu vàng, mùi hắc, xốc và là chất vô cùng độc.
- Khí Clo nặng hơn không khí nhiều lần và tan trong nước để tạo thành dung dịch màu vàng nhạt. Trong dung môi hữu cơ, clo tan nhiều hơn.
- Clo tan nhiều trong các dung môi hữu cơ.
2.2 Những tính chất hóa học của Clo
Do lớp e ngoài cùng của Clo đã có 7e nên nó là phi kim điển hình, dễ nhận thêm 1e. Vì vậy nó có tính oxi hóa mạnh.
Cl2 + 2e → 2Cl- [ion clorua]
Khi ở trong các hợp chất, clo thường có mức oxi hóa là -1 còn khi ở trong hợp chất với F hoặc O, clo còn có mức oxi hóa là +1; +3; +5; +7.
Clo là chất có tính oxi hóa mạnh. Ngoài ra, nó cũng thể hiện tính khử trong một số trường hợp.
Clo tác dụng với hầu hết các kim loại, ngoại trừ Au và Pt để hình thành muối halogenua với số hóa trị của kim loại cao. Điều kiện xảy ra phản ứng là đun nóng.
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
- Tác dụng với hydro trong điều kiện có ánh sáng
H2 + Cl2 → 2HCl
Nếu tỉ lệ số mol của H2 và Cl2 là 1:1 thì nó sẽ tạo thành một hỗn hợp nổ.
Clo có phản ứng thuận nghịch khi tác dụng với nước. Phản ứng hóa học xảy ra như sau:
H2O + Cl2 ↔ HCl + HClO [axit clohydric và axit hipoclorơ]
Vì HClO có tính oxi hóa rất mạnh và có tính tẩy màu cao nên nước Clo thường được dùng làm chất tẩy màu, sát trùng, khử khuẩn cho nước.
- Tác dụng với dung dịch muối của các halogen yếu hơn
Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
Cl2 + 2KI → 2KCl + I2
- Tác dụng với các hợp chất có tính khử
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
3Cl2 + 2NH3 → N2 + 6HCl
Trong các phòng thí nghiệm, amoniac được sử dụng để khử độc khí clo trong phòng thí nghiệm
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H2SO4
3. Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm bằng cách nào?
Để điều chế Clo trong phòng thí nghiệm, người ta cho axit clohydric đặc tác dụng với một chất oxi hóa mạnh, có thể là mangan dioxit rắn hoặc kali penmanganat rắn,…Nếu dùng mangan dioxit thì cần xúc tác nhiệt độ còn với kali penmanganat thì có thể đun hoặc không đun nóng. Vì khí clo thu được sau phản ứng thường bị lẫn tạp chất là khí hiđro clorua và hơi nước nên để điều chế khí nguyên chất, người thực hiện sẽ dẫn khí qua các bình rửa khí có chứa dung dịch NaCl để giữ lại HCl và chứa H2SO4 đặc để giữ hơi nước.
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 6H2O
Còn trong công nghiệp, khí Clo được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy muối Natri clorua.
2NaCl → 2Na + Cl2
Hoặc điện phân dung dịch muối có màng ngăn, theo phương trình phản ứng như sau:
2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2
4. Những điều bạn có thể chưa biết về Clo
5. Vai trò của Clo đối với sức khỏe con người
Bên cạnh tác dụng khử trùng, tẩy trắng, clo cũng có những ý nghĩa nhất định đối với sức khỏe con người, cụ thể như sau:
Đối với trẻ em
Clo giống như chất điện phân giúp cơ thể giữ nước, tránh tình trạng cơ thể mệt mỏi, kiệt sức do mất nước gây ra. Ngoài ra nó cũng giúp thúc đẩy sự phát triển cơ bắp, tăng sự chắc khỏe, dẻo dai.
Đối với người lớn
Clo kết hợp với hydro trong dạ dày sẽ tạo thành một loại enzyme tiêu hóa mạnh để phá vỡ các protein, giúp cơ thể hấp thụ chất khoáng kim loại và Vitamin B12. Khi được hấp thụ trong ruột và trở lại vào máu, Clo giúp duy trì khối lượng dịch bào.
Vì Clo mang điện tích âm nên khí đi vào cơ thể, nó sẽ kích thích khả năng thần kinh trong cơ thể, nhờ đó khắc phục và hạn chế đáng kể các bệnh về trí nhớ.
Nếu thiếu Clo [do nôn ói, ra nhiều mồ hôi, tiêu chảy…..], máu sẽ trở nên quá kiềm và cơ thể có thể xuất hiện một số triệu chứng như yếu cơ, chán ăn, mất nước,…. Còn nếu lượng clo trong cơ thể quá nhiều, thận sẽ bài tiết clo thừa ra khỏi cơ thể bằng đường nước tiểu nhưng nếu thận có vấn đề thì clo sẽ bị tích tụ lại và có thể gây nên ung thư dạ dày.
Chắc hẳn sau bài viết này của Vietchem, các bạn đã biết được cách điều chế Clo trong phòng thí nghiệm như thế nào rồi đúng không? Nếu bạn đang có nhu cầu tìm mua Clo hay nước Clo, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo số Hotline 0826 010 010 để được tư vấn và báo giá tốt nhất.
Chất nào sau đây là chất lỏng ở điều kiện thường:
Chất có tính axit mạnh nhất trong cách axit sau là:
Axit pecloric có công thức là:
Trong công nghiệp, để điều chế clo [Cl2] ta sử dụng phương trình hoá học:
Nhận định nào sau đây là không chính xác về HCl:
Đặc điểm sau đây không phải là đặc điểm chung của các halogen:
Nước Javen là hỗn hợp của
Phản ứng dùng để điều chế HCl trong phòng thí nghiệm là:
Dung dịch NaCl bị lẫn NaI. Để làm sạch dung dịch NaCl có thể dùng:
Trong công nghiệp người ta thường điều chế clo bằng cách
A.
B.
cho F2 đẩy Cl2 ra khỏi dung dịch NaCl
C.
cho HCl đặc tác dụng với MnO2; đun nóng
D.
điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn
Về khí Clor: - Trong công ngfhiệp để điều chế khí Clo, người ta ĐIỆN PHÂN dung dịch NaCl [dung dịch muối ăn] đậm đặc có màng ngăn không cho khí Clo thoát ra để tránh Clo tác dụng với dung dịch NaOH do quá trình điện phân sẽ tạo nên nước Gia-ven: 2NaOH + 2H2O ==> [điện phân dung dịch có màng ngăn]
==> 2NaOH + H2 [bay hơi] + Cl2 [bay hơi]
Trong công nghiệp, người ta điều chế khí clo bằng cách điện phân dung dịch bão hòa NaCl trong nước, có màng ngăn [hoặc điện phân nóng chảy NaCl].
Chọn đáp án D.
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
A. HF, HI, HBr, HCl.
B. HF, HCl, HBr, HI.
C. HF, HBr, HCl, HI.
D. HCl, HBr, HI, HF.
Xem đáp án » 02/07/2020 4,363
Cho 4,39 gam hỗn hợp A gồm: KX, KY [X,Y là hai halogen liên tiếp, nguyên tử khối của X < Y] vào dung dịch AgNO3 dư. Kết thúc phản ứng thu được 2,87gam kết tủa. Xác định hai nguyên tố X, Y và % khối lượng các chất trong A.
Xem đáp án » 02/07/2020 2,253
II-Tự luận
Dẫn ra phản ứng hóa học chứng minh Cl2 vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.
Xem đáp án » 02/07/2020 548
Khí Clo rất có hại đối với sức khỏe con người dù ở dạng lỏng hay khí. Nó là nguyên nhân gây nên nhiều bệnh về cổ họng và hệ hô hấp. Trong thực tế, Clo được sử dụng nhiều trong việc khử trùng, tẩy trắng. Tuy nhiên, Clo tồn tại ở dạng hợp chất trong tự nhiên, chủ yếu ở dạng muối clorua. Vậy điều chế Clo trong phòng thí nghiệm cũng như trong công nghiệp ra sao. Tham khảo nội dung bài viết dưới đây để có câu trả lời chính xác nhất.
1. Các đặc trưng vật lý, hóa học của khí Clo
1.1. Tính chất vật lý
- Clo là một nguyên tố phi kim thuộc nhóm halogen, tồn tại ở trạng thái khí trong điều kiện môi trường bình thường. Khí Clo có màu vàng lục, mùi hắc và độc hại.
- Khí Clo có thể tan trong nước, tan mạnh trong các dung môi hữu cơ và nặng hơn không khí khoảng 2.5 lần.
- Trong môi trường tự nhiên, đa phần Clo được tìm thấy ở dạng muối clorua, phần lớn là muối ăn natri clorua, ngoài ra còn có kali clorua và một số khoáng vật như cacnalit KCl.MgCl2.6H2O và xinvinit NaCl.KCl.
1.2. Tính chất hóa học
- Tác dụng với phi kim tạo ra muối halogenua [thường là hóa trị cao nhất của kim loại đó] trừ bạch kim [Platin Pt] và Vàng [Au].
2 Fe + 3 Cl2 → 2 FeCl3
Mg + Cl2 → MgCl2
- Tác dụng với Hydro tạo ra Hydro clorua
H2 + Cl2 → 2HCl
Nếu tỷ lệ số mol của khí Clo với Hydro là 1:1 thì phản ứng nổ sẽ xảy ra
- Tác dụng với nước là phản ứng thuận nghịch
H2O + Cl2 ↔ HCl + HClO [axit hipoclorơ]
Axit hipoclorơ có tính oxy hóa mạnh nên được dùng làm chất sát trùng, tẩy màu.
- Tác dụng với dung dịch muối những halogen hoạt động yếu hơn clo
2 NaBr + Cl2 → 2 NaCl + Br2
- Tác dụng với chất khử mạnh
2 FeCl2 + Cl2 → 2 FeCl3
3 Cl2 + 2 NH3 → N2 + 6 HCl
Trong phòng thí nghiệm, amoniac được dùng làm chất khử độc Clo
Tính chất hóa học của khí Clo
2. Các cách điều chế khí Clo
2.1. Điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm
Phương pháp điều chế Clo trong phòng thí nghiệm: Đun nóng nhẹ dung dịch axit clorua đậm đặc với chất có khả năng oxy hóa mạnh như mangan dioxit [MnO2].
Phương trình phản ứng xảy ra như sau:
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + 2 H2O
Nếu muốn thu được khí Clo tinh khiết, cần tiếp tục thực hiện các bước sau:
- Cho khí Clo qua bình axit sulfuric đặc, nó sẽ được làm khô nước.
- Thu khí Clo bằng phương pháp đẩy không khí do khí Clo nặng hơn không khí.
- Sử dụng bông tẩm xút, tránh khí Clo bay ra bên ngoài vì Clo là khí độc
Ngoài ra có thể dùng một số chất oxy hóa khác như kali pemanganat [KMnO4], Kali Clorat [KClO3], Clorua vôi [CaOCl2].
2 KMnO4 + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O + 5 Cl2
Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm bằng Kali pemanganat
KClO3 + 6 HCl → KCl + 3 H2O + 3 Cl2
CaOCl2 + 2 HCl → Cl2 + CaCl2 + H2O
2.2. Điều chế khí Clo trong công nghiệp
Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm chỉ thu được một lượng nhỏ, không đủ phục vụ cho nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Do đó, điều chế công nghiệp là việc rất cần thiết. Các nhà sản xuất tiến hành điện phân muối Natri Clorua bằng điện phân nóng chảy theo phương trình phản ứng:
2 NaCl → 2 Na + Cl2
Hoặc điện phân có màng ngăn dung dịch muối halogenua [natri clorua]
2 NaCl + 2 H2O → H2 + 2 NaOH + Cl2
3. Ứng dụng của khí Clo trong thực tế
- Khí Clo được dùng để làm sạch nước, tẩy trắng hoặc khử trùng
- Là thuốc thử của ngành công nghiệp hóa chất
- Sản xuất nước Ja-ven, Clorua vôi, axit clorua….
- Axit hypocloro HClO được dùng để khử trùng nước uống và nước hồ bơi.
- Clo được dùng khá phổ biến trong sản xuất giấy, khử trùng, thuốc nhuộm sợi vải, thực phẩm, thuốc diệt trừ sâu bệnh hại, các loại sơn, công nghiệp hóa dầu, sản xuất chất dẻo dung môi và rất nhiều sản phẩm tiêu dùng khác.
- Người ta cũng dùng Clo để sản xuất Clorat, Clorofom, tetraclorua cacbon cũng như chiết xuất brom.
- Điều chế nhiều loại dung môi công nghiệp như cacbon tetra clorua để sản xuất nhiều chất polime như nhựa PVC, cao su tổng hợp…
- Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm để dùng cho các phản ứng hóa học, phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu.
Một số ứng dụng của khí Clo
4. Mức độ nguy hiểm của khí Clo
- Trộn khí Clo với nước tiểu hoặc sản phẩm tẩy rửa sẽ sản sinh khí độc gồm Clo và triclorua nito. Do đó cần thận trọng với hỗn hợp này.
- Trong trường hợp phơi nhiễm khí Clo nồng độ cao, dù không gây nguy hiểm tới tính mạng con người nhưng cũng làm tổn thương nghiêm trọng trong phổi như tích tụ huyết thanh hoặc phồng rộp.
- Phơi nhiễm Clo thấp làm phổi suy yếu, dễ bị rối loạn hô hấp
- Đối với trẻ nhỏ và người cao tuổi, khí Clo dễ gây kích ứng màng nhày, cháy da.
5. Các cách xử lý lượng Clo dư thừa trong nước sinh hoạt sau khi xử lý
Tại sao phải xử lý nước dư lượng Clo
Theo nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, có đến 79% dân số các nước phát triển tiếp xúc với Clo và trong hầu hết các nhà máy cấp nước ở Việt Nam, người ta đều dùng Chlorine để khử trùng nước. Điều đó đồng nghĩa với việc, nguồn nước mà chúng ta sử dụng hàng ngày đều có chứa Clo.
Lượng Clo đạt chuẩn trong khử trùng nước là 1 – 16 mg/l. Nếu nó vượt quá mức này thì sẽ gây ngộ độc. Vì vậy, nếu bạn ngửi thấy nước có mùi lạ thì đó có thể chính là mùi Clo dư thừa. Nếu như vô tình sử dụng nước có chứa dư lượng Clo, sau khi đi vào cơ thể, nó sẽ kết hợp với nước trong hệ tiêu hóa tạo ra axit và gây nên nhiều loại bệnh như đau dạ dày, rối loạn chức năng gan, suy giảm hệ miễn dịch. Còn nếu tắm với nước nóng chứa Clo sẽ khiến lỗ chân lông giãn nở và các chất độc có cơ hội hấp thu vào cơ thể, gây độc gấp 20 lần so với uống trực tiếp nước chứa Clo dư. Đặc biệt, phụ nữ mang thai sử dụng nước có dư lượng Clo sẽ dễ gây dị tật, xảy thai.
Cách xử lý nước sinh hoạt có dư lượng Clo
Xử lý Clo dư trong nước sinh hoạt như nào?
- Sử dụng than hoạt tính: Than hoạt tính giúp loại bỏ Clo bằng cơ chế hấp thụ bề mặt. Theo nghiên cứu, cứ 1kg cacbon có thể phản ứng với 6kg Clo. Hiện nay, có rất nhiều loại than hoạt tính có khả năng loại bỏ Clo, trong đó dạng than hạt [GAC] là loại được sử dụng nhiều trong các bộ lọc nước lớn.
- Dùng tia cực tím: Tia cực tím với cường độ cao, bức xạ quang phổ rộng sẽ làm giảm cả Clo tự do và Chloramines bằng cách tách ra thành axit hydrochloric.
- Dùng một số loại hóa chất như sulfite, bisulfites, metabisulfites.
- Phơi nước ở nơi thoáng khí cho Clo bay hơi.
- Sử dụng máy lọc công nghệ RO: Đây là loại máy lọc nước hoạt động theo quy trình khép kín hoàn toàn, theo nguyên lý thẩm thấu ngược và có thể loại bỏ tới 99% lượng Clo trong nước. Không chỉ vậy, nó còn giúp loại bỏ nhiều loại chất độc hại, cặn bã. Nhược điểm của thiết bị này là lọc sạch hết các khoáng chất tự nhiên có sẵn trong nước và khiến người dùng bị thiếu chất dinh dưỡng.
Hy vọng, qua những chia sẻ ở trên, các bạn đã phần nào nắm được cách điều chế Clo trong phòng thí nghiệm. Hiện nay, LabVIETCHEM đang có sẵn nhiều loại chất chuẩn Clo Hanna, máy đo quang, máy đo đục Clo,... Bạn nào quan tâm đến sản phẩm, vui lòng liên hệ trực tiếp tới số Hotline 1900 2639 để được chuyên viên tư vấn của chúng tôi hỗ trợ tốt nhất.
Xem thêm: